注意，这里所说的堆区和栈区指的是（虚拟）内存区域，跟数据结构中的堆栈不一样。
栈区和堆区概念
栈区（stack）—— 由编译器自动分配释放，存放局部变量的值、函数调用所需要维护的信息等。 栈区必须满足这样一条规则：先入栈的数据后出栈（First In Last Out, FILO）。
堆区（heap）——一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收。在C/C++中，堆区一般是通过malloc/new来申请的。
两者相同的一点就是它们都是分配在操作系统的虚拟内存中。
栈区和堆区区别
内存分配及释放
栈区是由编译器自动分配释放。
堆区一般是由程序员分配和释放。若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收。
地址增长方式
栈区总是向低地址增长。 压栈的操作使栈顶的地址减小，弹出的操作使栈顶地址增大。
堆区总是向高地址增长。
申请大小的限制
栈区是一段连续的内存区域，其大小是操作系统预先规定好的（如下Windows下可能是2M）。当申请的空间超过栈的剩余空间时，将会导致栈溢出，最终导致程序终止。因此，能从栈区获得的空间较小。
堆区不一定是连续的内存区域（因为操作系统是用链表来存储空闲内存地址的），其大小受限于操作系统中有效的虚拟内存。因此，能从栈区获得的空间比较灵活，也比较大。
申请后系统的响应
栈区：只要栈的剩余空间大于所申请空间，操作系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。
堆区：操作系统有一个记录空闲内存地址的链表。当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序。而且，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小。这样，代码中的free/delete语句才能正确的释放已申请的内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
申请效率的比较
栈区由操作系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
堆区是由malloc/new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片，不过用起来方便。
可能会导致的问题
栈区剩余空间不足时，会导致栈溢出。
堆区的频繁申请和释放容易导致内存碎片。
参考资料
What’s the difference between a stack and a heap?